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[发明专利]用于相变储热器性能强化的纵向翅片结构快速优化方法-CN202110516426.2有效
发明人： 郑章靖;蔡肖;徐阳;杨超;孙雨;陈洋 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2021-05-12 - 公布日： 2023-08-29 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于相变储热器性能强化的纵向翅片结构快速优化方法，可对用量给定的高导翅片结构进行优化设计。本发明提出以相变材料到翅片和冷(热)源的距离最短作为传热最佳的判定依据；为了适用不同的储热器和翅片结构，提出对计算域和冷(热)源边界进行离散化处理；为了计算不同结构的翅片面积以确定翅片未知结构参数，提出通过蒙特卡洛方法对多参数的任意结构翅片进行面积计算。引入智能优化算法(例如，遗传算法)，解决了包含多参数变量的翅片优化问题。该优化方法，规避了传统相变储热优化问题的非线性、长耗时缺点。具有耗时少、通用性高的特点，易于推广到不同类型的翅片结构形式，并可将其用于无相变传热过程的纵向翅片结构优化。
用于相变储热器性能强化纵向结构快速优化方法

[发明专利]一种聚光吸热器-鼓泡式反应器耦合的甲烷裂解制氢装置及方法-CN201910387251.2有效
发明人：徐阳;郑章靖 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2019-05-10 - 公布日： 2022-09-23 - 主分类号： C01B3/24 文献下载
摘要：本发明公开了一种聚光吸热器‑鼓泡式反应器耦合的甲烷裂解制氢装置及方法。装置由内到外设置四个区：聚光太阳能吸收区、鼓泡式反应区、过渡区以及放热区；聚光太阳能竖直向下进入聚光太阳能吸收区并转换为热能；鼓泡式反应区内放置锡，加热至1000摄氏度以上后可用于甲烷裂解反应，反应产生氢气和和碳纳米颗粒；氢气、甲烷组成的混合气体与碳纳米颗粒通过过渡区分离，具有余热的混合气体送入放热区进行热量回收后送出装置，碳纳米颗粒通过取碳口取出。本发明通过聚光太阳能直接加热技术、余热回收技术以及由内到外的按温度递减分区方式，保证了能量的高效利用；同时，由于高温液态锡不送出装置外，以及连续取碳技术保证了系统安全、稳定、连续运行。
一种聚光吸热鼓泡式反应器耦合甲烷裂解装置方法

[发明专利]一种从空气中取水的太阳能光伏板自清洁装置及方法-CN202110427705.1有效
发明人： 郑章靖;徐阳 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2021-04-21 - 公布日： 2022-08-19 - 主分类号： B08B1/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种从空气中取水的太阳能光伏板自清洁装置及方法，通过半导体制冷降低空气温度，并使得空气中的部分水蒸气凝结在半导体的制冷端面上形成水珠，水珠收集在蓄水箱中作为光伏板自清洁的水源；为了维持空气的流动，提出在光伏板的顶部安装空气排出通道，空气排出通道外表面涂黑色吸热涂层；在太阳能的加热下，空气排出通道升温，并与进口通道内的空气形成温差，形成烟囱效应，驱动空气自动从排出通道顶端排出。自清洁采用擦拭方式，通过电机驱动橡胶制清洗刷，引入电动阀控制蓄水箱的出水时间，配合清洗刷对光伏板表面进行深度清洁，本发明解决了光伏板自清洁的取水问题，具有应用范围广、节能、自动化程度高等优点。
一种空气取水太阳能光伏板清洁装置方法

[发明专利]一种高温粒子加热的鼓泡式甲烷裂解反应装置-CN201711276249.5有效
发明人： 郑章靖;徐阳 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2017-12-06 - 公布日： 2020-10-02 - 主分类号： C01B3/24 文献下载
摘要：本发明公开了一种高温粒子加热的鼓泡式甲烷裂解反应装置，主要应用于超高温聚光太阳能系统。在装置的主体部分(载热粒子放热罐)内，布置有若干个特制的鼓泡式甲烷直接裂解反应器单元；高温载热粒子从放热罐顶部向下流过反应器单元，并将热传递给反应器单元内的载热流体；甲烷气泡在载热流体中裂解产生氢气和碳纳米颗粒；纳米碳颗粒与反应气体在反应器单元内分离，然后通过引风机抽出；反应后的混合气体(氢气和未反应的甲烷气体)从反应器单元出来后，经过冷却送入下一级反应器单元内继续反应或送出装置进入氢气分离系统。本发明装置实现了载热流体无须送出装置外加热，保证了系统安全、稳定运行；而反应器单元的模块化设计便于装置的缩放设计。
一种高温粒子加热鼓泡式甲烷裂解反应装置

[发明专利]一种固-液相变储热器的快速性能计算、预测方法及储热器设计方法-CN201810617324.8有效
发明人：徐阳;郑章靖 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2018-06-15 - 公布日： 2020-08-11 - 主分类号： G06F30/17 文献下载
摘要：本发明公开了一种固‑液相变储热器的快速性能计算、预测方法及储热器设计方法，针对固‑液相变储热器的动态、非线性难点，提出无量纲充/放热时间，即实际充/放热时间与基准充/放热时间的比值。基准充/放热时间通过解析方式建立显示计算公式，可表征相变储热器的非线性特性。提出了时均载热流体侧出口温度和时均壁面温度，表征固‑液相变储热器的动态特性。在此基础上，通过实验和数值模拟方法建立无量纲充/放热时间与各影响参数的修正公式。进而可以开展固‑液相储热器的两类快速设计问题(已知总换热面积设计充/放热时间和已知充/放热时间设计总换热面积)。该方法具有较高的准确性，且具有通用性，易于推广到不同类型的结构形式。
一种相变储热器快速性能计算预测方法设计

[发明专利]一种聚光太阳能驱动的高温鼓泡式甲烷直接裂解制高纯氢系统及方法-CN201710863129.9有效
发明人： 郑章靖;徐阳 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2017-09-22 - 公布日： 2020-01-17 - 主分类号： C01B3/24 文献下载
摘要：本发明公开了一种聚光太阳能驱动的高温鼓泡式甲烷直接裂解制高纯氢系统及方法。聚光镜将太阳光聚集到吸热器上产生高温热源，载热流体通入吸热器将高温热量带入特制鼓泡式反应器；在反应器内实现甲烷直接裂解产生固态碳纳米颗粒和氢气，碳纳米颗粒留在反应器内并收集，氢气和未反应的甲烷混合气体送入氢气分离器并产生高纯氢气；反应器排出的载热流体仍具有较高温度，进一步用于加热产生高温高压过热蒸汽，并驱动汽轮机做功发电；发电用于驱动载热流体循环泵和氢气分离器的前置增压泵，同时多余电量可以输出到电网。本方法可以同时输出高品质碳纳米颗粒、高纯度氢气以及电能，同时最大限度地实现了零碳排放，具有规模大、环保和较好的经济性。
反应器氢气分离器碳纳米颗粒载热流体氢气吸热器甲烷驱动裂解鼓泡式反应器甲烷混合气体高纯度氢气聚光太阳能汽轮机做功前置增压泵热流体循环太阳光聚集发电高纯氢气高温高压高温热量高温热源过热蒸汽零碳排放纳米颗粒输出高纯氢高品质鼓泡式固态碳聚光镜排出加热电量送入电网环保

[发明专利]一种熔盐换热实验装置及其控制方法-CN201610059405.1有效
发明人：何雅玲;周一鹏;郑章靖;邱羽;王坤;杜保存;梁奇 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2016-01-28 - 公布日： 2018-07-03 - 主分类号： F28D20/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种熔盐换热实验装置及其控制方法，该实验装置包括高温熔盐循环回路、导热油循环回路、冷却水循环回路和控制系统，高温熔盐循环回路与导热油循环回路分别连接相并联的熔盐换热实验段，导热油循环回路与冷却水循环回路分别连接导热油/冷却水换热器；所述的控制系统为Fuzzy‑PID控制系统，其控制快速响应、控制精度高，又具有易实现。本发明减少了更换实验段的工程量，同时通过智能控制实现实验段的同时进行，很大程度上减少了能源消耗，而且能够实现对温度、流量的精确控制；同时，针对并联实验段的控制，对节能贡献巨大。实验操作人员远离实验台区域，完全实现智能自动化，提高实验人员的安全性。
实验段导热油循环回路实验装置换热熔盐冷却水循环回路高温熔盐控制系统循环回路并联冷却水换热器智能自动化快速响应能源消耗实验操作智能控制导热油工程量实验台节能

[发明专利]一种熔盐换热/储热设备性能测试装置-CN201510918131.2在审
发明人：何雅玲;郑章靖;王坤;杜保存;邱羽;周一鹏;梁奇;吴明 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2015-12-10 - 公布日： 2016-03-23 - 主分类号： G01N25/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种熔盐换热/储热设备性能测试装置，包括高温熔盐循环回路和梯级冷却系统(导热油循环回路和冷却水循环回路)；通过变频泵、阀门以及旁通管路的组合调节方式保证大范围精确调节工质的流量；通过设置多组电加热器，并利用可控硅自动调节功率的方式可以大范围精确调节加热功率和温度；通过引入氮气可以隔绝熔盐和导热油与空气接触，大大延长熔盐和导热油的使用寿命。本发明的熔盐换热或储热性能测试综合实验平台，具有多功能特点，不仅适合于测试熔盐工质的流动、换热和储热性能，同时也可以推广到其它液态工质。
一种熔盐换热设备性能测试装置

[发明专利]一种线性菲涅尔反射式中低温太阳能热化学利用装置-CN201310285264.1无效
发明人：何雅玲;程泽东;郑章靖;李明佳;王坤;邱羽 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2013-07-08 - 公布日： 2013-11-06 - 主分类号： F24J2/10 文献下载
摘要：一种线性菲涅尔反射式中低温太阳能热化学利用装置。其包括由太阳跟踪装置驱动实时跟踪太阳的线性菲涅尔反射聚光镜阵列，以及与其配合且独立固定设置的吸热器；吸热器呈管状结构，外壁面上涂敷有选择性吸收涂层，管内注入化学反应物介质和催化剂。采用由线性菲涅尔反射聚光镜阵列和太阳跟踪装置组成的太阳能聚光系统，能很好地与中低温化石燃料热化学反应的热品位相匹配，结构简单，制作运行成本低，近地安装抗风性能优良；将吸热器内注入化学反应物介质和催化剂，使其在进行太阳能吸热的同时作为热化学反应的场所，对热量直接进行吸收利用，有效降低了系统集成复杂程度和能量传递损失，而吸热器独立固定设置也使得吸热与反应过程安全稳定性高。
一种线性菲涅尔反射低温太阳能热化学利用装置

[发明专利]一种太阳能聚光集热器及其设计方法-CN201310162862.X有效
发明人：何雅玲;王坤;李明佳;程泽东;崔福庆;郑章靖 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2013-05-06 - 公布日： 2013-08-21 - 主分类号： F24J2/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种太阳能聚光集热器及其设计方法，设置抛物面主反射镜；在抛物面主反射镜横截面的对称轴上，且在抛物面主反射镜焦线内侧安装真空集热管；在抛物面主反射镜的焦线外侧安装均光反射镜，均光反射镜与抛物面主反射镜的开口相对设置并固定连接。本发明将真空集热管布置在抛物面主反射镜焦线位置以下，增设均光反射镜并与抛物面主反射镜开口相对布置，能够使吸热管底部和顶部均有太阳辐射能分布，均化了吸热管壁面的太阳能流密度分布，减小了吸热管壁面的温度梯度以及最高温度，能够从根源上避免能流密度不均所带来的一系列问题，提高集热管的安全性能。
一种太阳能聚光集热器及其设计方法

[发明专利]利用潮汐能双向驱动的补压式海水淡化及发电装置-CN201210210278.2有效
发明人：凌长明;郑章靖;李军;徐青;邓朝晖 -专利权人：广东海洋大学
申请日： 2010-12-04 - 公布日： 2013-01-02 - 主分类号： F03B13/26 文献下载
摘要：本分案申请公开了一种利用潮汐能双向驱动的补压式海水淡化及发电装置，包括蓄水池、第一水轮机、第二水轮机、传动箱、变速箱、高压泵、反渗透膜组件、增压泵、涡轮机、发电机、蓄电池和电动机，利用涨潮时大海中的高位海水在流向蓄水池内的过程中和退潮后蓄水池中的高位海水在流向大海的过程中分别冲击第一水轮机和第二水轮机转动，通过变速箱带动高压泵工作产生高压海水，增压泵形成补压支路稳定系统水压，从反渗透膜组件中排出的高压浓海水冲击涡轮机转动，涡轮机带动发电机转动产生电能，实现潮汐能的综合利用和转化，系统不需要另外提供动力，运行成本低，潮汐能是一种可再生能源，具有可持续发展性，具有良好的社会效益和应用价值。
利用潮汐能双向驱动补压式海水淡化发电装置

[发明专利]利用潮汐能单向驱动的旁路稳压式海水淡化及发电装置-CN201210210334.2有效
发明人：凌长明;郑章靖;李军;徐青;邓朝晖 -专利权人：广东海洋大学
申请日： 2010-12-04 - 公布日： 2013-01-02 - 主分类号： F03B13/26 文献下载
摘要：本分案申请公开了一种利用潮汐能单向驱动的旁路稳压式海水淡化及发电装置，包括蓄水池、水轮机、变速箱、高压泵、反渗透膜组件、增压泵、涡轮机、发电机、蓄电池、电动机，增压泵形成增压旁路稳定系统水压，利用退潮后蓄水池中海水在流向大海的过程中冲击水轮机转动，水轮机带动高压泵工作产生高压海水，高压海水经过反渗透膜组件淡化，从反渗透膜组件中排出的高压浓海水冲击涡轮机转动，涡轮机带动发电机转动产生电能，实现潮汐能的综合利用和转化，能源利用与转化过程中的排放物无污染，清洁环保，系统不需要另外提供动力，运行成本低，潮汐能是一种可再生能源，具有可持续发展性，具有良好的社会效益和应用价值。
利用潮汐能单向驱动旁路稳压海水淡化发电装置

[发明专利]利用潮汐能双向驱动的旁路增压式海水淡化及发电装置-CN201210210003.9有效
发明人：凌长明;郑章靖;李军;徐青;邓朝晖 -专利权人：广东海洋大学
申请日： 2010-12-04 - 公布日： 2013-01-02 - 主分类号： F03B13/26 文献下载
摘要：本分案申请公开了一种利用潮汐能双向驱动的旁路增压式海水淡化及发电装置，包括蓄水池、第一水轮机、第二水轮机、传动箱、变速箱、高压泵、反渗透膜组件、增压泵、涡轮机、发电机和电动机，利用涨潮时大海中的高位海水在流向蓄水池内的过程中和退潮后蓄水池中的高位海水在流向大海的过程中分别冲击第一水轮机和第二水轮机转动，通过变速箱带动高压泵工作产生高压海水，增压泵形成增压旁路稳定系统水压，从反渗透膜组件中排出的高压浓海水冲击涡轮机转动，涡轮机带动发电机转动产生电能，实现潮汐能的综合利用和转化，系统不需要另外提供动力，运行成本低，潮汐能是一种可再生能源，具有可持续发展性，具有良好的社会效益和应用价值。
利用潮汐能双向驱动旁路增压海水淡化发电装置

[发明专利]利用潮汐能双向驱动的海水淡化及发电装置-CN201210210394.4有效
发明人：凌长明;郑章靖;李军;徐青;邓朝晖 -专利权人：广东海洋大学
申请日： 2010-12-04 - 公布日： 2012-12-26 - 主分类号： F03B13/26 文献下载
摘要：本发明公开了一种利用潮汐能双向驱动的海水淡化及发电装置，包括蓄水池、第一水轮机、第二水轮机、传动箱、变速箱、高压泵、反渗透膜组件、涡轮机和发电机，利用涨潮时大海中的高位海水在流向蓄水池内的过程中和退潮后蓄水池中的高位海水在流向大海的过程中分别冲击第一水轮机和第二水轮机转动，通过变速箱带动高压泵工作产生高压海水，高压海水经过反渗透膜组件淡化，从反渗透膜组件中排出的高压浓海水冲击涡轮机转动，带动发电机转动产生电能，实现潮汐能的综合利用和转化，能源利用与转化过程中的排放物无污染，清洁环保，系统不需要另外提供动力，运行成本低，潮汐能是一种可再生能源，具有可持续发展性，具有良好的社会效益和应用价值。
利用潮汐能双向驱动海水淡化发电装置

[发明专利]利用潮汐能双向驱动的调功式海水淡化及发电装置-CN201210210276.3有效
发明人：凌长明;郑章靖;李军;徐青;邓朝晖 -专利权人：广东海洋大学
申请日： 2010-12-04 - 公布日： 2012-12-26 - 主分类号： F03B13/26 文献下载
摘要：本分案申请公开了一种利用潮汐能双向驱动的调功式海水淡化及发电装置，包括蓄水池、第一水轮机、第二水轮机、传动箱、变速箱、第一高压泵、第二高压泵、两组反渗透膜组件、涡轮机和发电机，第一高压泵的功率大于第二高压泵，第一高压泵、第二高压泵与两组反渗透膜组件选择性工作，通过改变系统的功率实现水压稳定，利用涨潮时和退潮后海水流动的过程中分别冲击第一水轮机和第二水轮机转动为动力产生高压海水，从反渗透膜组件中排出的高压浓海水冲击涡轮机转动，涡轮机带动发电机转动产生电能，实现潮汐能的综合利用和转化，系统不需要另外提供动力，运行成本低，潮汐能是一种可再生能源，具有可持续发展性，具有良好的社会效益和应用价值。
利用潮汐能双向驱动调功式海水淡化发电装置

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